”전력 모듈 솔루션으로 PDN 혁신…전력 분배 문제 해소”
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”전력 모듈 솔루션으로 PDN 혁신…전력 분배 문제 해소”
  • 강석오 기자
  • 승인 2020.03.14 09:00
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필 데이비스 바이코 부사장 “전환기 맞은 전력전자 산업, 48V PDN 아키텍처 중요”
바이코 브랜드 새롭게 정립…까다로운 전력 분배 문제 해결
필 데이비스 바이코 부사장은 모든 전력 시스템은 사실상 필요악이지만, 유일하게 좋은 전력 시스템은 효율이 100%에 이르고, 공간을 차지하지 않으며 비용이 들지 않는 것이라고 강조한다.
필 데이비스 바이코 부사장은 모든 전력 시스템은 사실상 필요악이지만, 유일하게 좋은 전력 시스템은 효율이 100%에 이르고, 공간을 차지하지 않으며 비용이 들지 않는 것이라고 강조한다.

[데이터넷] 고성능 전력 시스템 설계의 복잡성은 해마다 계속 증대되고 있으며, 업계가 새로운 이정표에 도달하는 순간에도 확장되면서 도전과 기회가 동시에 반복되고 있다.

데이터센터, 자동차, 일반 LED 조명, 로보틱스와 같은 산업은 지난 몇 년 동안 상당한 수준의 기술적 발전을 달성했으며, 이에 따라 전력전자 분야는 이러한 산업의 요구에 대응하는데 주력하고 있다.

필 데이비스(Phil Davies) 바이코(Vicor) 글로벌 세일즈 및 마케팅 부문 기업 부사장은 모든 전력 시스템은 사실상 필요악이지만, 유일하게 좋은 전력 시스템은 효율이 100%에 이르고, 공간을 차지하지 않으며 비용이 들지 않는 것이라고 강조한다.

따라서 PDN(Power Delivery Network)에 대한 수요는 작은 풋프린트와 높은 효율, 비용상의 이점과 통합 전력이 필요한 분야에 집중돼 있다. 간단한 작업은 아니지만 일반적인 12V 시스템에서 48V와 같은 더 높은 전압으로 PDN을 전환하게 되면, 더 높은 전력을 쉽게 전달하고, 분배할 수 있게 된다. 현재 48V 아키텍처는 규정준수 및 성능, 무게, 비용 간의 최적의 균형을 제공할 수 있다.

전환기 맞은 전력전자 산업

데이비스 부사장은 “약 2년 전부터 인공지능(AI)이 데이터센터에 적용되기 시작하면서 랙에서 필요로 하는 전력 요구가 급증했고, 자동차 분야 또한 새로운 CO2 배출기준 요건을 준수하기 위한 방안으로 48V 마일드-하이브리드 전력 시스템 아키텍처에 대한 관심이 높아지고 있다”며 “일반 LED 조명은 대규모 조명 시스템 내의 전압 분배 방식으로 48V를 채택하고 있고, 무인 항공기(UAV)와 로보틱스 분야 역시 48V가 도입되고 있다”고 설명했다.

바이코는 이 기간 동안 전력 모듈 기술에 4억달러 이상을 투자해 왔다. 업계에서는 400V 및 800V와 같은 고전압 DC로 전력을 공급하는 48V 솔루션을 찾는 엔지니어들이 증가하기 시작했다.

데이비스 부사장은 “바이코는 40년 이상 전력 분야에서 활동하면서 일반적으로 엔지니어들이 고유의 자체 전력 시스템을 구현하기 위해 별도의 디스크리트를 구매해야 하는 컨트롤러를 판매하는 경쟁사들과는 달리 전력 시스템 설계를 위한 전력 모듈 접근방식에 상당히 많은 투자를 진행해 왔다”고 설명했다.

이어 그는 “현재의 전력전자 분야를 보면, 디스크리트 접근방식이나 낮은 주파수 스위칭 토폴로지 기반의 전력 모듈 기술로는 이러한 시장 영역과 애플리케이션에서 경쟁력을 유지하기가 매우 어려울 것으로 보인다”며 “마그네틱 기술 또한 고밀도의 효율적인 전력 모듈 요구를 충족시키기에는 한계가 있다”고 덧붙였다.

데이비스 부사장은 “경쟁사들이 고주파 스위칭 기능을 도입하기 위해 GaN이나 SiC(Silicon Carbide) 디바이스를 고려하기 시작했지만, 바이코는 그럴 필요가 없다고 생각한다”며 “GaN을 언제 사용할 것이냐는 질문을 계속 받고 있지만 간단히 답하면 저전압 MOSFET은 비용이 저렴하고, 성능 상의 장점과 토폴로지 또한 갖추고 있어 800V 입력 솔루션에 충분히 사용할 수 있기 때문에 GaN은 필요하지 않다. 고가인데다 아직 입증되지 않은 GaN을 굳이 사용할 필요는 없다”고 강조했다.

더 높은 전압으로 이동하는 ‘PDN’

새로운 성능에 대한 요구가 높아지면서 PDN은 더 높은 전압으로 이동하고 있다. 또한 엔지니어는 높은 밀도와 가벼운 무게를 필요로 하고 있으며 이는 자동차, UAV, 로보틱스 애플리케이션에서 특히 매우 중요하다.

데이비스 부사장은 “바이코는 최고의 성능과 밀도를 제공하는 전력 모듈 기업임이 입증되고 있다. AI 기업 목록에 있는 거의 모든 업체들을 대상으로 엄청난 디자인 성공을 이루고 있으며, 현재 새로운 48V AI 시스템 설계 분야에서 약 85%의 시장 점유율을 기록하고 있다. 전세계 대다수의 선도 AI 기업들이 바이코의 전력 모듈을 기반으로 설계하고 있는 것으로, 48V 설계를 지원하는 첨단 전력 모듈을 통해 자동차 시장에서도 상당한 디자인 성공을 거두고 있다”고 말했다.

이어 그는 “바이코는 가장 효율적인 고밀도의 전력 모듈을 보유하고 있을 뿐 아니라 프론트엔드에서 PoL(Point of Load) 모듈에 이르기까지 입력에 상관없이 바로 PoL을 구현할 수 있는 완벽한 솔루션을 제공한다는 점에서 차별화되고 있다. 많은 고객들이 이러한 형태의 전력 분배 시스템을 구현하기 위해 바이코와 협력하고 있다”고 덧붙였다.

데이비스 부사장은 “밀도, 효율성, 크기, 무게는 모든 측면에서 중요하고, 이 부분에서 앞선 경쟁력을 유지하고 있으며, 실제로 우리가 보유한 스위칭 토폴로지를 통해 이를 달성하고 있다. 예를 들어, 바이코의 SAC(Sine Amplitude Converter) 토폴로지는 매우 독보적인 기술로 많은 특허를 보유하고 있다. 해마다 더 높은 주파수로 엔진을 개선해 왔으며, 이를 통해 마그네틱 및 패시브 부품을 줄이고, 더 작은 전력 디스크리트를 사용할 수 있도록 했다”고 설명했다.

그는 “이러한 토폴로지와 새로운 제어 시스템, 첨단 패키징 기술과 플래너(Planar) 마그네틱에 대한 지속적인 혁신은 수행하고 있는 모든 작업의 핵심 요소며, 모든 투자가 실질적인 성과로 이어지고 있다. 끊임없는 혁신은 우리의 장점을 지탱하는 초석이다”고 강조했다.

10억달러 투자로 2022년 신공장 가동

바이코는 이전보다 훨씬 많은 고객과 상호작용을 하고 있으며, 이를 유지하기 위해 고집적 및 소량에서 저집적 및 대량으로 이전할 수 있도록 공장에도 상당한 투자를 진행하고 있다. 예를 들어, 구글의 데이터센터를 위해 매년 수백만 개의 칩을 선적하고 있으며, 동일한 분야의 더 많은 고객들이 포트폴리오에 추가되고 있다.

바이코는 2019년 매사추세츠 앤도버에 공장을 확장했으며, 2020년 하반기 가동될 예정이다. 바이코는 현재 약 3억달러 규모의 회사지만, 데이비스는 공장이 증설되면 2021년 말까지 약 7억5000만달러의 매출 달성이 가능할 것으로 예측했다.

이외에도 바이코는 10억달러 규모의 투자를 통해 2022년 가동을 목표로 새로운 공장 건설을 추진하고 있다. 이를 통해 2022년과 2023년에 본격화될 것으로 예상되는 자동차 분야의 고객들을 위한 서비스를 강화할 계획이다.

바이코는 현재 공장 위치와 관련해 미국에서만 제조를 계속할 것인지, 아니면 새롭게 아시아 지역을 고려할지 검토 중이다. 최종 결정은 2020년에 이뤄질 예정이다. 바이코의 발전은 다른 경쟁 분야로까지 회사의 영역을 확장시키고 있다.

데이비스 부사장은 “바이코는 기존의 모든 전원공급장치 기업들과 경쟁해 왔지만 이제는 반도체 기업들까지 상대해야 한다. 상황이 변함에 따라 고가의 틈새시장인 군사, 방위, 항공우주 분야에서, 항상 경쟁사들이 상주하고 있는 역동적인 자동차 및 데이터센터 AI 분야로 브랜드를 확장하는 것은 바이코에게 매우 중요하다. 바이코 브랜드를 새롭게 정립해 나갈 것”이라고 밝혔다.

이어 그는 “바이코는 기본적으로 가장 까다로운 전력 분배 문제를 해결할 수 있는 솔루션을 제시하고 있다. 바이코의 전력 모듈 솔루션은 새로운 고성능 PDN을 위한 장점과 높은 전력밀도, 그리고 더 높은 전력 부하를 제공하기 때문에 여러 다양한 최종 시장에서 바이코의 솔루션이 확대되고 있음을 확인할 수 있다. 전환기를 맞이하고 있는 업계의 현재 상황은 바이코에게 완벽한 기회를 제공하고 있다”고 자신했다.


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